RU2126462C1 - Electrode, electrolyzer, method of electrode manufacture and method of electrolysis - Google Patents

Electrode, electrolyzer, method of electrode manufacture and method of electrolysis Download PDF

Info

Publication number
RU2126462C1
RU2126462C1 RU95113731A RU95113731A RU2126462C1 RU 2126462 C1 RU2126462 C1 RU 2126462C1 RU 95113731 A RU95113731 A RU 95113731A RU 95113731 A RU95113731 A RU 95113731A RU 2126462 C1 RU2126462 C1 RU 2126462C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
plate
electrolyzer
plates
anode
Prior art date
Application number
RU95113731A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95113731A (en
Inventor
Эндрю Вулхаус Робин
Кеннет Ревилл Брайан
Original Assignee
Империал Кемикал Индастиз ПЛС
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Империал Кемикал Индастиз ПЛС filed Critical Империал Кемикал Индастиз ПЛС
Publication of RU95113731A publication Critical patent/RU95113731A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2126462C1 publication Critical patent/RU2126462C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

FIELD: electrolyzer and electrode for electrolyzer, in particular, electrolyzer provided with means of caustic circulation and method of manufacture of electrolyzer and method of electrolysis with use of this electrolyzer. SUBSTANCE: electrode having the first plate with active electrode surface and the second plate facing the first plate and displaced relative to it has at least one barrier plate located between the first and second plates and displaced with respect to active electrode surface of the first plate and relative to facing surface of the second plate. EFFECT: simplicity of design. 15 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электролизеру и электроду для него и в частности к электролизеру, который оснащен средством рециркуляции щелока, а также к способу изготовления электролизера и способу электролиза с использованием такого электролизера. The invention relates to an electrolyzer and an electrode for it, and in particular to an electrolyzer that is equipped with liquor recycling means, as well as to a method for manufacturing an electrolyzer and an electrolysis method using such an electrolyzer.

Из патента США N 4138295, кл. C 25 B 1/16, 1/26, 11/02, C 65 B 11/03, 1979. From US patent N 4138295, CL. C 25 B 1/16, 1/26, 11/02, C 65 B 11/03, 1979.

Известен электрод, содержащий первую пластину, имеющую активную электродную поверхность, и вторую пластину, обращенную в сторону первой пластины и смещенную относительно нее, а также способ изготовления электрода, включающий использование двух пластин. A known electrode containing a first plate having an active electrode surface, and a second plate facing the first plate and offset relative to it, as well as a method of manufacturing an electrode, including the use of two plates.

Кроме того, из патента США N 4138295 известен электролизер, содержащий по крайней мере один анод и один катод и разделитель, расположенный между каждым анодом и смежным катодом и разделяющий электролизер на отдельные анодную и катодную камеры либо на множество таких отделений, в также способ электролиза водного раствора хлорида щелочного металла с использованием такого электролизера. In addition, from US patent N 4138295 known electrolyzer containing at least one anode and one cathode and a separator located between each anode and adjacent cathode and dividing the electrolyzer into separate anode and cathode chambers or into many such compartments, as well as a method of electrolysis of aqueous alkali metal chloride solution using such an electrolyzer.

Однако, известные средства рециркуляции не исключают градиентов концентрации в растворе в анодных и катодных отделениях электролита, а следовательно, исключают возможность проведения электролиза при повышенном КПД по току. Кроме того, конструкция известных средств рециркуляции не достаточно проста для установки в электролизере фильтрпрессного типа, в котором анодные и катодные отделения обычно узкие, и они не могут работать с подкисленным рассолом. However, the known means of recirculation do not exclude concentration gradients in the solution in the anode and cathode compartments of the electrolyte, and therefore, exclude the possibility of electrolysis at increased current efficiency. In addition, the design of the known recirculation means is not simple enough to be installed in the electrolyzer of the filterpress type, in which the anode and cathode compartments are usually narrow, and they cannot work with acidified brine.

Технической задачей настоящего изобретения является создание электрода и способа его изготовления, а также электролизера, которые имели бы простую конструкцию, пригодную для использования в электролизере фильтрпрессного типа, в котором электроды и электродные отделения могут быть относительно узкими. An object of the present invention is to provide an electrode and a method for its manufacture, as well as an electrolyzer, which would have a simple structure suitable for use in a filter-press type electrolyzer in which the electrodes and electrode compartments can be relatively narrow.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание электрода и способа его изготовления, а также электролизера, достаточно простую конструкцию для использования в электролизере фильтрпрессного типа. The technical result of the present invention is the creation of an electrode and a method for its manufacture, as well as an electrolyzer, a fairly simple design for use in a filterpress type electrolyzer.

Технический результат достигается за счет того, что электрод, содержащий первую пластину, имеющую активную электродную поверхность, и вторую пластину, обращенную в сторону первой пластины и смещенную относительно нее, согласно изобретению электрод содержит по меньшей мере одну барьерную пластину, расположенную между первой и второй пластинами и смещенную относительно активной электродной поверхности первой пластины и относительно обращенной поверхности второй пластины. При этом первая пластина может иметь активную электродную поверхность на одной ее стороне, а барьерная пластина может находиться в контакте с противоположной поверхностью первой пластины. The technical result is achieved due to the fact that the electrode containing the first plate having an active electrode surface, and the second plate facing the first plate and offset relative to it, according to the invention, the electrode contains at least one barrier plate located between the first and second plates and offset relative to the active electrode surface of the first plate and relative to the facing surface of the second plate. In this case, the first plate may have an active electrode surface on one side thereof, and the barrier plate may be in contact with the opposite surface of the first plate.

Кроме того, первая и вторая пластины могут быть электрически соединены и смещены одна относительно другой, причем каждая из них может иметь обращенную наружу активную электродную поверхность, при этом между первой и второй пластинами расположены две барьерные пластины, которые смещены относительно упомянутых поверхностей и одна относительно другой. In addition, the first and second plates can be electrically connected and displaced one relative to the other, each of which can have an active electrode surface facing outward, while between the first and second plates there are two barrier plates that are offset relative to the said surfaces and one relative to the other .

По меньшей мере одна из барьерных пластин может быть снабжена смещенными один от другого выступами, которые контактируют с поверхностью другой барьерной пластины, и барьерная пластина или пластины могут быть изготовлены из фторсодержащего органического полимерного материала, а на активную поверхность электрода может быть нанесено электрокаталитически активное покрытие, которое в случае применения электрода в качестве анода электрокаталитически активное покрытие может состоять из смеси окиси металла платиновой группы и пленкообразующего металла, в случае применения электрода в качестве катода электрокаталитически активное покрытие может содержать металл платиновой группы. At least one of the barrier plates may be provided with projections offset from one another, which are in contact with the surface of the other barrier plate, and the barrier plate or plates may be made of a fluorine-containing organic polymer material, and an electrocatalytically active coating may be applied to the active surface of the electrode, which, when an electrode is used as an anode, an electrocatalytically active coating may consist of a mixture of platinum group metal oxide and a film-like If the electrode is used as a cathode, the electrocatalytically active coating may contain a platinum group metal.

Технический результат достигается также за счет того, что электролизер, содержащий по крайней мере один анод и один катод и разделитель, расположенный между каждым анодом и смежным катодом и разделяющий электролизер на отдельные анодную и катодную камеры либо на множество таких отделений, согласно изобретению анод или катод либо они оба представляют собой описанный электрод, при этом электролизер может быть электролизером фильтрпрессного типа. The technical result is also achieved due to the fact that the electrolyzer containing at least one anode and one cathode and a separator located between each anode and adjacent cathode and separating the electrolyzer into separate anode and cathode chambers or into many such compartments, according to the invention, the anode or cathode or they both represent the described electrode, while the electrolyzer can be a filterpress type electrolyzer.

Электролизер может содержать множество анодов и катодов, а также прокладок, выполненных из неэлектропроводного материала. При этом разделитель, когда он является гидравлически проницаемой диафрагмой, может быть изготовлен из фторсодержащего полимера, а когда он является ионообменной мембраной, может быть изготовлен из перфторполимерного материала, содержащего ионные группы. The cell may contain many anodes and cathodes, as well as gaskets made of non-conductive material. In this case, the separator, when it is a hydraulically permeable diaphragm, can be made of a fluorine-containing polymer, and when it is an ion-exchange membrane, it can be made of a perfluoropolymer material containing ionic groups.

Технический результат достигается также за счет того, что в способе изготовления электрода, включающем использование двух пластин, согласно изобретению между пластинами располагают одну или несколько барьерных пластин с образованием описанного электрода. The technical result is also achieved due to the fact that in the method of manufacturing the electrode, including the use of two plates, according to the invention, one or more barrier plates are placed between the plates to form the described electrode.

Кроме того, технический результат достигается за счет того, что в способе электролиза водного раствора хлорида щелочного металла, согласно изобретению электролиз проводят в описанном электролизере. In addition, the technical result is achieved due to the fact that in the method of electrolysis of an aqueous solution of an alkali metal chloride according to the invention, the electrolysis is carried out in the described electrolyzer.

Изобретение в дальнейшем проиллюстрировано со ссылкой на приложенные чертежи, которые показывают, только на примере, определенные аспекты настоящего изобретения. The invention is further illustrated with reference to the attached drawings, which show, only by way of example, certain aspects of the present invention.

На чертежах:
фиг. 1 - вид в вертикальной плоскости электрода, выполненного в соответствии с изобретением;
фиг. 2 - вид сбоку электрода в уменьшенном масштабе, и размере А-А на фиг. 1;
фиг. 3 - вид сверху части электрода, выполненного в соответствии с изобретением;
фиг. 4 - представляет собой прямоугольную изометрическую проекцию прокладки для электролизера, который содержит электрод, выполненный в соответствии с изобретением;
фиг. 5 - представляет собой расширенную прямоугольную изометрическую проекцию части электролизера, при этом для простоты барьерные пластины не показаны в положении, когда они установлены в электроде.In the drawings:
FIG. 1 is a vertical plane view of an electrode made in accordance with the invention;
FIG. 2 is a side view of the electrode on a reduced scale and size AA in FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view of a portion of an electrode made in accordance with the invention;
FIG. 4 - is a rectangular isometric view of the gasket for the electrolyzer, which contains an electrode made in accordance with the invention;
FIG. 5 is an expanded rectangular isometric view of a portion of the cell, while for simplicity, the barrier plates are not shown in the position when they are installed in the electrode.

Как это показано на фиг. 1-3, электрод 1 содержит рамную часть 2, которая ограничивает центральное отверстие 3, перекрываемое множеством вертикально расположенных пластин 4, которые прикреплены к верхней и нижней частям рамы 2, проходят параллельно и смещены относительно плоскости рамы 2. Пластины расположены по обеим сторонам рамы 2. Пластины установлены таким образом, что пластина 4 на одной стороне рамы 2 расположена противоположно зазору между двумя смежными пластинами 5 на другой стороне рамы 2. As shown in FIG. 1-3, the electrode 1 comprises a frame part 2, which defines a central hole 3, overlapped by a plurality of vertically arranged plates 4, which are attached to the upper and lower parts of the frame 2, run parallel and offset relative to the plane of the frame 2. The plates are located on both sides of the frame 2 The plates are installed so that the plate 4 on one side of the frame 2 is located opposite the gap between two adjacent plates 5 on the other side of the frame 2.

Электрод 1 имеет выступ 6, к которому может быть прикреплено соответствующее электрическое соединение, когда электрод 1 должен применяться в качестве анода, выступ 6 обычно расположен у нижней кромки рамы 2, а когда электрод 1 должен применяться в качестве катода, выступ обычно расположен у противоположной верхней кромки рамы 2. Рама 2 содержит пару отверстий 7, 8, расположенных на одной стороне от центрального отверстия 3, и пару отверстий 9, 10 на противоположной стороне от центрального отверстия 3. Когда электрод установлен в электролизере, эти отверстия образуют часть отделений, расположенных продольно электролизеру, через которые растворы, например, электролит можно загружать в анодные и катодные отделения электролизера и через которые можно удалять продукты электролизера из его анодных и катодных отделений. Металл для электрода будут выбирать в зависимости от того, будут ли электрод применять в качестве анода или катода и в зависимости от типа применяемого электролита в электролизере. В случае электролиза водного раствора хлорида щелочного металла электрод, когда его применяют в качестве анода, соответственно изготавливают из титана, а когда применяют в качестве катода, то его соответственно изготавливают из никеля. The electrode 1 has a protrusion 6 to which a corresponding electrical connection can be attached, when the electrode 1 is to be used as an anode, the protrusion 6 is usually located at the lower edge of the frame 2, and when the electrode 1 is to be used as a cathode, the protrusion is usually located at the opposite upper the edges of the frame 2. The frame 2 contains a pair of holes 7, 8 located on one side of the Central hole 3, and a pair of holes 9, 10 on the opposite side of the Central hole 3. When the electrode is installed in the cell, these the holes form part of the compartments located longitudinally to the electrolyzer through which solutions, for example, the electrolyte can be loaded into the anode and cathode compartments of the electrolyzer and through which the products of the electrolyzer can be removed from its anode and cathode compartments. The metal for the electrode will be selected depending on whether the electrode is used as an anode or cathode and depending on the type of electrolyte used in the cell. In the case of electrolysis of an aqueous solution of alkali metal chloride, the electrode, when it is used as the anode, is accordingly made of titanium, and when used as the cathode, it is accordingly made of nickel.

Пластины 4 и 5 электрода обычно имеют выпуклую поверхность 11 и вогнутую поверхность 12, при этом когда его применяют в качестве анода, то выпуклая поверхность 11 пластин соответственно несет покрытие из электрокаталитически активного материала. The plate 4 and 5 of the electrode usually have a convex surface 11 and a concave surface 12, while when it is used as the anode, the convex surface 11 of the plates respectively carries a coating of electrocatalytically active material.

Электрод 1 также содержит две пластины 13, 14, расположенные в центральном отверстии 3 электрода и между пластинами 4, 5 электрода. Пластины 13, 14 расположены параллельно друг другу, при этом они разнесены друг от друга посредством выступов 15, выполненных на пластине 13, которые контактируют и соединены с поверхностью другой пластины 14. Пластины 13, 14 проходят по существу по всей ширине центрального отверстия 3 электрода 1. Однако пластины 13, 14 расположены таким образом, что между верхней частью рамы 2 образуется полость, при этом также образуется пространство между нижней частью пластин и нижней частью рамы 2. Пластины 13, 14 находятся в контакте с задними вогнутыми сторонами пластин 4, 5 соответственно, при этом пластины разнесены от активной поверхности (выпуклая) пластин электрода. The electrode 1 also contains two plates 13, 14 located in the Central hole 3 of the electrode and between the plates 4, 5 of the electrode. The plates 13, 14 are arranged parallel to each other, and they are spaced from each other by protrusions 15 made on the plate 13, which are in contact and connected to the surface of another plate 14. The plates 13, 14 extend essentially over the entire width of the central hole 3 of the electrode 1 However, the plates 13, 14 are arranged so that a cavity is formed between the upper part of the frame 2, and a space is also formed between the lower part of the plates and the lower part of the frame 2. The plates 13, 14 are in contact with the rear concave sides Lastin 4, 5 respectively, the plates are spaced from the active surface (convex) of the electrode plates.

В конструкции, показанной на фиг. 1-3, пластины 4 образуют вместе первую пластину электрода, выполненную в соответствии с настоящим изобретением, пластина 14 образует вторую пластину, а пластина 13 образует барьерную пластину, смещенную относительно активного электрода первой пластины относительно лицевой поверхности второй пластины. Либо пластины 5 образуют вместе первую пластину электрода, выполненную в соответствии с настоящим изобретением, пластина 13 образует вторую пластину, а пластина 14 образует барьерную пластину, смещенную относительно активной поверхности электрода первой пластины и относительно лицевой поверхности второй пластины. In the construction shown in FIG. 1-3, the plates 4 form together a first electrode plate made in accordance with the present invention, the plate 14 forms a second plate, and the plate 13 forms a barrier plate offset relative to the active electrode of the first plate relative to the front surface of the second plate. Or, the plates 5 form together the first electrode plate made in accordance with the present invention, the plate 13 forms a second plate, and the plate 14 forms a barrier plate offset from the active surface of the electrode of the first plate and relative to the front surface of the second plate.

В конкретном примере исполнения пластины 13 и 14 изготовлены из фторированного сополимера этилена-пропилена, когда электрод должен применяться в электролизере для электролиза водного раствора хлорида щелочного металла. In a specific embodiment, the plates 13 and 14 are made of a fluorinated ethylene-propylene copolymer when the electrode is to be used in an electrolyzer to electrolyze an aqueous solution of an alkali metal chloride.

Как показано на фиг. 4, прокладка (16) содержит раму (17), которая образует центральное отверстие (18). Рама (17) имеет пару отверстий (19, 20), расположенных на одной стороне от центрального отверстия (18), и пару отверстий (21, 22), расположенных на противоположной стороне от центрального отверстия (18). Когда прокладка установлена в электролизере, эти отверстия образуют часть отделений продольно электролизеру, через которые растворы, например, электролит можно загружать в анодные и катодные отделения электролизера и через которые можно удалять продукты электролиза из анодных и катодных отделений электролизера. Отверстия (19, 22) также имеют вертикальные рамные элементы (23, 24), расположенные вокруг отверстий и выступающие от плоскости прокладки, которые приспособлены для посадки в отверстия (7, 10) соответственно металлического электрода, когда их собирают в электролизере. Вертикальные рамные элементы (23, 24) обеспечивают требуемую электрическую изоляцию в электролизере между отделениями продольно электролизеру, образованными частично отверстиями (7, 8, 9, 10) в электроде. Вертикальные рамные элементы (23, 24) имеют единую конструкцию с прокладкой (16), и их можно изготовить, например, путем формования соответствующего электроизолирующего термопластичного полимерного материала. Когда электролизер содержит прокладки типа, показанного на фиг. 4, то он также будет содержать подобные прокладки, в которых вертикальные рамные элементы (23, 24) расположены вокруг отверстий (21, 20) прокладки. As shown in FIG. 4, the gasket (16) comprises a frame (17), which forms a central hole (18). The frame (17) has a pair of holes (19, 20) located on one side of the central hole (18), and a pair of holes (21, 22) located on the opposite side of the central hole (18). When the gasket is installed in the cell, these holes form part of the compartments longitudinally to the cell, through which solutions, for example, electrolyte, can be loaded into the anode and cathode compartments of the cell and through which electrolysis products can be removed from the anode and cathode compartments of the cell. The holes (19, 22) also have vertical frame elements (23, 24) located around the holes and protruding from the gasket plane, which are adapted to fit into the holes (7, 10) of the metal electrode, respectively, when they are assembled in the electrolyzer. Vertical frame elements (23, 24) provide the required electrical insulation in the cell between the compartments longitudinally to the cell, partially formed by holes (7, 8, 9, 10) in the electrode. The vertical frame elements (23, 24) have a single design with the gasket (16), and they can be made, for example, by molding the corresponding electrically insulating thermoplastic polymer material. When the cell contains gaskets of the type shown in FIG. 4, it will also contain similar gaskets in which vertical frame elements (23, 24) are located around the gasket holes (21, 20).

Фиг. 5 показывает часть электролизера, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, который содержит катод (25), прокладку (26), катиообменную мембрану (27), прокладку (28), анод (29), прокладку (30) катиообменную мембрану (31) и прокладку (32). Катод (25) имеет множество вертикально расположенных пластин (33) на обеих сторонах катода, четыре отверстия (34, 35, 36, 37) и выступ (33) для электрического соединения (для простоты барьерные пластины исключены из электрода). Прокладка (26) содержит центральное отверстие (39), четыре отверстия (40, 41, 42, при этом четвертое отверстие не показано) и два вертикальных рамных элемента (43, 44), выступающих относительно плоскости поверхности прокладки. Прокладка (28) представляет собой плоскую прокладку и содержит центральное отверстие (45), четыре отверстия (46, 47, 48, при этом четвертое отверстие не показано) и также два канала (49, 50) в стенках прокладки, которые представляют собой сообщающиеся каналы между центральным отверстием (45) и отверстия (46, 48) соответственно. Анод (29) имеет одинаковую конструкцию с катодом (25) за исключением того, что выступ для электрического соединения расположен у нижней кромки анода и он не показан. Прокладка (30) имеет подобную конструкцию с прокладкой (26) за исключением того, что вертикальные рамные элементы (51, второй не показан), выступающие относительно плоскости поверхности прокладки, расположены вокруг отверстий (52, второе не показано) в прокладке (30), отличающихся по расположению от тех в прокладке (26), вокруг которых установлены рамные элементы. Прокладка (32) имеет такую же конструкцию, как и прокладка (28) за исключением того, что выполненные в стенке прокладки (32) каналы (53, второй не показан) представляют собой сообщающихся каналы между центральным отверстием (54) и отверстиями в прокладке (55, второй не показано), различающиеся по расположению от тех, которые были выполнены в прокладке (28), и которые сообщаются с центральным отверстием (45) в прокладке (28). FIG. 5 shows a portion of an electrolytic cell made in accordance with the present invention, which comprises a cathode (25), a spacer (26), a cation exchange membrane (27), a spacer (28), an anode (29), a spacer (30) a cation exchange membrane (31), and gasket (32). The cathode (25) has many vertically arranged plates (33) on both sides of the cathode, four holes (34, 35, 36, 37) and a protrusion (33) for electrical connection (for simplicity, the barrier plates are excluded from the electrode). The gasket (26) contains a central hole (39), four holes (40, 41, 42, the fourth hole not shown) and two vertical frame elements (43, 44) protruding relative to the plane of the surface of the gasket. The gasket (28) is a flat gasket and contains a central hole (45), four holes (46, 47, 48, while the fourth hole is not shown) and also two channels (49, 50) in the walls of the gasket, which are communicating channels between the central hole (45) and the hole (46, 48), respectively. The anode (29) has the same design with the cathode (25) except that the protrusion for electrical connection is located at the lower edge of the anode and it is not shown. The gasket (30) has a similar construction with the gasket (26) except that the vertical frame elements (51, the second is not shown) protruding relative to the plane of the surface of the gasket are located around the holes (52, the second is not shown) in the gasket (30), differing in location from those in the gasket (26) around which frame elements are mounted. The gasket (32) has the same design as the gasket (28) except that the channels (53, not shown) made in the wall of the gasket (32) are communicating channels between the central hole (54) and the holes in the gasket ( 55, the second is not shown), which differ in location from those that were made in the gasket (28), and which communicate with the central hole (45) in the gasket (28).

В электролизе прокладки (28) и (30) и анод образуют вместе анодное отделение электролизера, при этом отделение ограничено катионообменными мембранами (27, 31). Аналогично, катодные отделения электролизера образованы катодом (25), прокладкой (26) и прокладкой (не показано) типа прокладки (32), расположенной смежно с катодом (25), при этом катодное отделение также ограничено двумя катиообменными мембранами. В собранном электролизере катиообменные мембраны удерживаются на месте прокладками, расположенными на каждой стороне каждой мембраны. Для простоты на фиг. 5 не показаны на торцовые пластины для электролизера, которые конечно, составляет часть электролизера, ни средства, например, болты, предусмотренные для закрепления вместе электродов и прокладок в непроницаемой для утечки сборке. Электролизер содержит множество анодов и катодов, как было описано. Электролизер также содержит коллекторы (не показаны), из которых можно загружать электролит в отделение, расположенное продольно электролизеру, в котором отверстие (37) в катоде (25) образует его часть. Аналогично, электролизер также включает в себя коллекторы (не показаны), из которых можно загружать жидкость, например, воду в отделение продольно электролизеру, в котором отверстие (36) в катоде (25) составляет его часть, и следовательно через канал (не показан) в стенке прокладки (32) в катодное отделение электролизера, и в которое могут проходить продукты электролизера из катодных отделений электролизера через канал (53) в стенке прокладки (32) и через отделение, расположенное продольно электролизеру, отверстие (35) в катоде (25) которого образует его часть. In the electrolysis, the gaskets (28) and (30) and the anode together form the anode compartment of the electrolyzer, while the separation is limited by cation exchange membranes (27, 31). Similarly, the cathode compartments of the electrolyzer are formed by a cathode (25), a spacer (26) and a spacer (not shown) of a spacer type (32) adjacent to the cathode (25), while the cathode compartment is also limited by two cation exchange membranes. In the assembled electrolyzer, cation exchange membranes are held in place by gaskets located on each side of each membrane. For simplicity, FIG. 5 are not shown on the end plates for the electrolytic cell, which of course constitutes part of the electrolytic cell, nor means, for example, bolts provided for fixing electrodes and spacers together in a leakproof assembly. The cell contains many anodes and cathodes, as described. The electrolyzer also contains collectors (not shown), from which the electrolyte can be loaded into the compartment located longitudinally to the electrolyzer, in which the hole (37) in the cathode (25) forms part of it. Similarly, the cell also includes collectors (not shown) from which liquid, for example, water, can be charged into the compartment longitudinally to the cell, in which the hole (36) in the cathode (25) forms a part thereof, and therefore through a channel (not shown) in the wall of the gasket (32) to the cathode compartment of the electrolyzer, and into which the products of the electrolyzer from the cathode compartments of the electrolyzer can pass through a channel (53) in the wall of the gasket (32) and through the compartment located longitudinally to the cell, an opening (35) in the cathode (25) which forms e th part.

Во время работы электролизера электролит загружают в анодные отделения электролизера, а жидкость загружают в катодные отделения электролизера, при этом продукты электролиза удаляют из анодных и катодных отделений. During operation of the electrolyzer, the electrolyte is loaded into the anode compartments of the electrolyzer, and the liquid is loaded into the cathode compartments of the electrolyzer, while the electrolysis products are removed from the anode and cathode compartments.

Каждый из анодов и катодов содержит пару разнесенных барьерных пластин, показанных на фиг. 1-3, и во время работы электролизера электролит вынужден подниматься вверх за счет эффекта подъема газа в полость, расположенную между барьерными пластинами 13 и активной поверхностью электрода пластин 8. Затем электролит проходит вниз из верхней части электродного отделения в полость между барьерными пластинами 13 и 14. Таким образом достигается непрерывная циркуляция электролита в электродных отделениях, в результате получают очень эффективное перемешивание электролита. Each of the anodes and cathodes contains a pair of spaced apart barrier plates shown in FIG. 1-3, and during operation of the electrolyzer, the electrolyte is forced to rise due to the effect of gas rising into the cavity located between the barrier plates 13 and the active surface of the plates 8. The electrolyte then passes down from the top of the electrode compartment into the cavity between the barrier plates 13 and 14 Thus, continuous circulation of the electrolyte in the electrode compartments is achieved, resulting in a very efficient mixing of the electrolyte.

Изобретение дополнительно проиллюстрировано следующими примерами. The invention is further illustrated by the following examples.

Пример 1. Example 1

Водный раствор хлорида натрия (200 г на литр) электролизовали в электролизере, выполненном как описано со ссылками на фиг. 1-5, в котором анод 29 снабдили барьерными пластинами13, 14 изготовленными из фторированного сополимера этилена-пропилена, при этом катиообменные мембраны 27, 31 были типа перфторсульфокислоты и в котором на пластины анода 29 нанесли твердый раствор RuO2 и TiO2. Электролит был при температуре 87oC, и электролиз проводили при плотности тока на аноде 3 кА/м2.An aqueous solution of sodium chloride (200 g per liter) was electrolyzed in an electrolyzer made as described with reference to FIG. 1-5, in which the anode 29 was equipped with barrier plates 13, 14 made of a fluorinated ethylene-propylene copolymer, the cation exchange membranes 27, 31 were perfluorosulfonic acid type and in which a solid solution of RuO 2 and TiO 2 was applied to the plates of the anode 29. The electrolyte was at a temperature of 87 o C, and electrolysis was carried out at a current density at the anode of 3 kA / m 2 .

Во время электролиза получили 32% мас./мас. водного раствора гидроокиси натрия при 94,5% КПД по току. During electrolysis received 32% wt./wt. an aqueous solution of sodium hydroxide at 94.5% current efficiency.

В сравнительном испытании электролиз проводили в электролизере, не оснащенном барьерными пластинами 13 и 14. При КПД по току 93% получили 32% мас./мас. водного раствора гидроокиси натрия. In a comparative test, electrolysis was carried out in an electrolyzer not equipped with barrier plates 13 and 14. At a current efficiency of 93%, 32% w / w was obtained. an aqueous solution of sodium hydroxide.

Пример 2. Example 2

Повторили способ из примера 1, за исключением того, что катод 25, а также анод 29, оснастили барьерными пластинами 13 и 14. The method of Example 1 was repeated, except that the cathode 25, as well as the anode 29, were equipped with barrier plates 13 and 14.

При КПД по току 95,5% во время электролиза получили 32% мас./мас. водного раствора гидроокиси натрия. At a current efficiency of 95.5%, 32% w / w were obtained during electrolysis. an aqueous solution of sodium hydroxide.

Claims (15)

1. Электрод, содержащий первую пластину, имеющую активную электродную поверхность, и вторую пластину, обращенную в сторону первой пластины и смещенную относительно нее, отличающийся тем, что электрод содержит по меньшей мере одну барьерную пластину, расположенную между первой и второй пластинами и смещенную относительно активной электродной поверхности первой пластины и относительно обращенной поверхности второй пластины. 1. An electrode containing a first plate having an active electrode surface, and a second plate facing the first plate and offset relative to it, characterized in that the electrode contains at least one barrier plate located between the first and second plates and offset relative to the active the electrode surface of the first plate and the relatively facing surface of the second plate. 2. Электрод по п.1, отличающийся тем, что первая пластина имеет активную электродную поверхность на одной ее стороне и при этом барьерная пластина находится в контакте с противоположной поверхностью первой пластины. 2. The electrode according to claim 1, characterized in that the first plate has an active electrode surface on one side thereof and the barrier plate is in contact with the opposite surface of the first plate. 3. Электрод по п.1, отличающийся тем, что первая и вторая пластины электрически соединены и смещены одна относительно другой, причем каждая из них имеет обращенную наружу активную электродную поверхность, при этом между первой и второй пластинами расположены две барьерные пластины, которые смещены относительно упомянутых поверхностей и одна относительно другой. 3. The electrode according to claim 1, characterized in that the first and second plates are electrically connected and offset one from another, each of them having an active electrode surface facing outward, while two barrier plates are located between the first and second plates, which are offset relative to mentioned surfaces and one relative to the other. 4. Электрод по п.3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из барьерных пластин снабжена смещенными один от другого выступами, которые контактируют с поверхностью другой барьерной пластины. 4. The electrode according to claim 3, characterized in that at least one of the barrier plates is provided with projections offset from one another, which contact the surface of another barrier plate. 5. Электрод по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что барьерная пластина или пластины изготовлены из фторсодержащего органического полимерного материала. 5. The electrode according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the barrier plate or plates are made of fluorine-containing organic polymer material. 6. Электрод по п.1, отличающийся тем, что на активную поверхность электрода нанесено электрокаталитически активное покрытие. 6. The electrode according to claim 1, characterized in that an electrocatalytically active coating is applied to the active surface of the electrode. 7. Электрод по п.6, отличающийся тем, что в случае применения электрода в качестве анода электрокаталитически активное покрытие состоит из смеси окиси металла платиновой группы и пленкообразующего металла. 7. The electrode according to claim 6, characterized in that in the case of using the electrode as an anode, the electrocatalytically active coating consists of a mixture of a platinum group metal oxide and a film-forming metal. 8. Электрод по п.6, отличающийся тем, что в случае применения электрода в качестве катода электрокаталитически активное покрытие содержит металл платиновой группы. 8. The electrode according to claim 6, characterized in that in the case of using the electrode as a cathode, the electrocatalytically active coating contains a platinum group metal. 9. Электролизер, содержащий по крайней мере один анод и один катод и разделитель, расположенный между каждым анодом и смежным катодом и разделяющий электролизер на отдельные анодную и катодную камеры либо на множество таких отделений, отличающийся тем, что анод или катод либо они оба представляют собой электрод, выполненный по п.1. 9. An electrolyzer containing at least one anode and one cathode and a separator located between each anode and an adjacent cathode and dividing the electrolyzer into separate anode and cathode chambers or into many such compartments, characterized in that the anode or cathode or both of them are an electrode made according to claim 1. 10. Электролизер по п.9, отличающийся тем, что является электролизером фильтрпрессного типа. 10. The electrolyzer according to claim 9, characterized in that it is a filterpress type electrolyzer. 11. Электролизер по п.10, отличающийся тем, что содержит множество анодов и катодов, а также прокладок, выполненных из неэлектропроводного материала. 11. The cell of claim 10, characterized in that it contains many anodes and cathodes, as well as gaskets made of non-conductive material. 12. Электролизер по п.9, отличающийся тем, что разделитель, когда он является гидравлически проницаемой диафрагмой, изготовлен из фторсодержащего полимера. 12. The electrolyzer according to claim 9, characterized in that the separator, when it is a hydraulically permeable diaphragm, is made of a fluorine-containing polymer. 13. Электролизер по п.9, отличающийся тем, что разделитель, когда он является ионообменной мембраной, изготовлен из перфторполимерного материала, содержащего ионные группы. 13. The electrolyzer according to claim 9, characterized in that the separator, when it is an ion-exchange membrane, is made of a perfluoropolymer material containing ionic groups. 14. Способ изготовления электрода, включающий использование двух пластин, отличающийся тем, что между пластинами располагают одну или несколько барьерных пластин с образованием электрода по п.1. 14. A method of manufacturing an electrode, including the use of two plates, characterized in that between the plates have one or more barrier plates with the formation of the electrode according to claim 1. 15. Способ электролиза водного раствора хлорида щелочного металла, отличающийся тем, что электролиз проводят в электролизере по п.9. 15. The method of electrolysis of an aqueous solution of alkali metal chloride, characterized in that the electrolysis is carried out in the electrolyzer according to claim 9.
RU95113731A 1992-11-20 1993-10-28 Electrode, electrolyzer, method of electrode manufacture and method of electrolysis RU2126462C1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9224372.4 1992-11-20
GB929224372A GB9224372D0 (en) 1992-11-20 1992-11-20 Electrolytic cell and electrode therefor
GB92243724 1992-11-20
PCT/GB1993/002221 WO1994012692A1 (en) 1992-11-20 1993-10-28 Electrolytic cell and electrode therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95113731A RU95113731A (en) 1997-08-20
RU2126462C1 true RU2126462C1 (en) 1999-02-20

Family

ID=10725428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95113731A RU2126462C1 (en) 1992-11-20 1993-10-28 Electrode, electrolyzer, method of electrode manufacture and method of electrolysis

Country Status (18)

Country Link
US (1) US5593553A (en)
EP (1) EP0668939B1 (en)
JP (1) JPH08503739A (en)
CN (2) CN1046002C (en)
AT (1) ATE296366T1 (en)
AU (1) AU678410B2 (en)
BR (1) BR9307496A (en)
CA (1) CA2147664C (en)
DE (1) DE69333820D1 (en)
FI (1) FI116299B (en)
GB (2) GB9224372D0 (en)
GE (1) GEP19991752B (en)
IN (1) IN189853B (en)
NO (1) NO311303B1 (en)
NZ (1) NZ257177A (en)
PL (2) PL174167B1 (en)
RU (1) RU2126462C1 (en)
WO (1) WO1994012692A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CL2015003030A1 (en) * 2015-10-13 2016-07-22 Transducto S A Press filter device for electrodepositing metal from solutions, which is composed of separating elements formed by ion exchange membranes forming a plurality of anolyte and catalyst chambers, where the electrodes are connected in series with automatic take-off of the metallic product.
CN109704442B (en) * 2017-10-26 2021-07-16 中国科学院大连化学物理研究所 Electrode plate structure for seawater acidification device
CN110952109B (en) * 2019-12-17 2021-08-13 西安优耐特容器制造有限公司 Multi-stage electrolytic tank
CN113201767A (en) * 2021-05-10 2021-08-03 深圳杰明纳微电子科技有限公司 Diaphragm electrolytic cell for separating and purifying nano cerium oxide
WO2022241518A1 (en) * 2021-05-19 2022-11-24 Plastic Fabricators (WA) Pty Ltd t/a PFWA Electrodialysis cell
CN114574887B (en) * 2022-03-17 2024-05-10 阳光氢能科技有限公司 Electrolytic cell polar plate and electrolytic cell

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE432447B (en) * 1974-03-09 1984-04-02 Asahi Chemical Ind SET TO PERFORM ELECTROLYSIS IN AN ELECTROLY CELL
US4108742A (en) * 1974-03-09 1978-08-22 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Electrolysis
JPS5927392B2 (en) * 1976-12-23 1984-07-05 ダイヤモンド・シヤムロツク・テクノロジ−ズエス・エ− Chlorine-alkali electrolyzer
IT1118243B (en) * 1978-07-27 1986-02-24 Elche Ltd MONOPOLAR ELECTROLYSIS CELL
IT1163737B (en) * 1979-11-29 1987-04-08 Oronzio De Nora Impianti BIPOLAR ELECTROLIZER INCLUDING MEANS TO GENERATE THE INTERNAL RECIRCULATION OF THE ELECTROLYTE AND ELECTROLYSIS PROCEDURE
DE3815266A1 (en) * 1988-05-05 1989-11-16 Metallgesellschaft Ag ELECTROLYSIS
IT1229874B (en) * 1989-02-13 1991-09-13 Permelec Spa Nora PROCEDURE FOR IMPROVING THE TRANSPORT OF MATERIAL TO AN ELECTRODE IN A DIAPHRAGM CELL AND RELATED HYDRODYNAMIC MEDIA.
BE1004364A3 (en) * 1989-08-11 1992-11-10 Solvay Chassis for electrolyser type filter press and electrolyser monopolar type of filter press.

Also Published As

Publication number Publication date
NO951997L (en) 1995-05-19
CN1046002C (en) 1999-10-27
GEP19991752B (en) 1999-09-10
DE69333820D1 (en) 2005-06-30
JPH08503739A (en) 1996-04-23
CN1090341A (en) 1994-08-03
ATE296366T1 (en) 2005-06-15
PL174167B1 (en) 1998-06-30
CA2147664C (en) 2007-04-17
AU5343494A (en) 1994-06-22
FI952464A (en) 1995-05-19
FI116299B (en) 2005-10-31
BR9307496A (en) 1999-06-01
US5593553A (en) 1997-01-14
NO951997D0 (en) 1995-05-19
CN1069705C (en) 2001-08-15
EP0668939A1 (en) 1995-08-30
GB9224372D0 (en) 1993-01-13
GB9321973D0 (en) 1993-12-15
NO311303B1 (en) 2001-11-12
FI952464A0 (en) 1995-05-19
NZ257177A (en) 1997-08-22
EP0668939B1 (en) 2005-05-25
CN1226611A (en) 1999-08-25
CA2147664A1 (en) 1994-06-09
IN189853B (en) 2003-05-03
AU678410B2 (en) 1997-05-29
PL173929B1 (en) 1998-05-29
PL309041A1 (en) 1995-09-18
WO1994012692A1 (en) 1994-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1206438A (en) Electrode structure of sheet with projections and flexible foraminate sheet
KR890003860B1 (en) Multi-cell electrolyzer
FI71355B (en) ELEKTROLYTISK CELL AV FILTERPRESSTYP
US4493759A (en) Electrolytic cell
CA1189022A (en) Electrode with support member and elongated members parallel thereto
CA1161394A (en) Monopolar electrolytic cell of the filter press type
JPH0657874B2 (en) Membrane type electrolytic cell
US4784741A (en) Electrolytic cell and gasket
US4648953A (en) Electrolytic cell
RU2126462C1 (en) Electrode, electrolyzer, method of electrode manufacture and method of electrolysis
US4729822A (en) Electrolytic cell
US4851099A (en) Electrolytic cell
EP0118973B1 (en) Electrolytic cell
RU95113731A (en) ELECTROLYZER AND ELECTRODE FOR ELECTROLYZER
KR890001490B1 (en) Electrolytic cell and gasket for electrolytic cell
US4197182A (en) Cathode assembly for plural cell electrolyzer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051029